局部火災(zāi)下鋼管混凝土柱鋼梁平面框架耐火性能

該文建立了局部火災(zāi)下鋼筋混凝土平面框架結(jié)構(gòu)耐火性能的有限元模型,在此基礎(chǔ)上研究了火災(zāi)高溫下框架結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律、結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制、塑性鉸分布規(guī)律、受火梁的內(nèi)力和應(yīng)力狀態(tài)。該文分析了框架柱軸壓比和火災(zāi)發(fā)生位置對(duì)平面框架結(jié)構(gòu)耐火性能的影響規(guī)律,并初步探討了平面框架結(jié)構(gòu)整體的耐火極限和構(gòu)件耐火極限之間的關(guān)系。

局部火災(zāi)下鋼筋混凝土平面框架結(jié)構(gòu)的耐火性能研究

為研究薄壁鋼管混凝土柱的耐火性能,進(jìn)行4個(gè)方形薄壁鋼管混凝土柱在標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下的耐火試驗(yàn)。試驗(yàn)參數(shù)為荷載偏心率、是否設(shè)置加勁肋以及是否設(shè)置防火保護(hù)?；谠囼?yàn)結(jié)果,研究方形薄壁鋼管混凝土柱在高溫下的破壞模態(tài)、溫度場(chǎng)分布和耐火極限,并將其耐火性能和普通鋼管混凝土柱進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果表明,方形薄壁鋼管混凝土柱具有較好的耐火性能。

建立局部火災(zāi)下3層3跨鋼管混凝土、型鋼混凝土、鋼筋混凝土平面框架火災(zāi)下溫度場(chǎng)和力學(xué)性能分析的有限元模型。在此基礎(chǔ)上,研究了三種平面框架結(jié)構(gòu)的耐火極限狀態(tài)、不同受火工況和梁荷載水平條件下框架結(jié)構(gòu)的變形和破壞規(guī)律、受火梁的內(nèi)力狀態(tài)以及結(jié)構(gòu)耐火極限的規(guī)律,并對(duì)三種平面框架的耐火性能進(jìn)行了比較。

方鋼管混凝土柱_鋼梁平面框架抗震性能試驗(yàn)研究

進(jìn)行了3榀方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的低周反復(fù)加載試驗(yàn),分析了軸壓比和梁柱線剛度比對(duì)框架抗震性能的影響。得到了框架的荷載-位移滯回曲線、骨架曲線及各階段的荷載和位移值,分析了框架的破壞特征、延性、耗能能力、承載能力及剛度退化。試驗(yàn)結(jié)果表明:框架滯回曲線飽滿,具有良好的變形性能和耗能能力;增大軸壓比將降低框架的延性和水平極限承載力,提高框架的耗能能力;增大梁柱線剛度比將降低框架的延性和耗能能力,提高框架的水平極限承載力。試驗(yàn)結(jié)果可為方鋼管混凝土柱-鋼梁框架的工程應(yīng)用提供參考。

為了研究u型鋼-混凝土組合梁的耐火性能,文章采用在空間上運(yùn)用有限單元與在時(shí)間上運(yùn)用有限差分相結(jié)合的方法,應(yīng)用ansys編制熱分析程序,對(duì)組合梁在iso-834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下的溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析與計(jì)算。結(jié)果表明,在iso-834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下,填充混凝土使u型鋼-混凝土組合梁截面的溫度分布不均勻,該梁的耐火特性顯著優(yōu)于普通型鋼-混凝土組合梁,單純地用給定臨界溫度來(lái)判定組合梁是否達(dá)到耐火極限不合理。此外,填充混凝土可有效降低鋼梁截面的溫度,產(chǎn)生溫升延時(shí)效應(yīng),在升溫前期,u型鋼-混凝土組合梁的溫度低于未填充混凝土的型鋼梁,降幅可達(dá)15%~60%,溫升延時(shí)可達(dá)約15min。

進(jìn)行了8個(gè)軸心受壓或偏心受壓矩形鋼管混凝土柱,按iso—834和gb/t9978—1999規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線升溫作用下耐火極限的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,截面尺寸和防火保護(hù)層厚度對(duì)構(gòu)件耐火極限的影響較大,而荷載偏心率的影響則相對(duì)較小。分析結(jié)果還表明,國(guó)家規(guī)范gb50045—95中鋼結(jié)構(gòu)柱防火保護(hù)層厚度的確定方法不適合于矩形鋼管混凝土柱。在大規(guī)模參數(shù)分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了矩形鋼管混凝土柱耐火極限及防火保護(hù)層厚度的簡(jiǎn)化計(jì)算公式,公式的計(jì)算結(jié)果與數(shù)值計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均吻合較好,且總體上偏于安全。本文的研究成果可為有關(guān)矩形鋼管混凝土工程進(jìn)行抗火設(shè)計(jì)時(shí)提供參考。

平面鋼框架結(jié)構(gòu)耐火性能研究——本文建立了局部火災(zāi)下平面鋼框架耐火性能分析的有限元模型，模型得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證；在此基礎(chǔ)上，研究了火災(zāi)發(fā)生位置、柱保護(hù)層厚度等對(duì)平面鋼框架結(jié)構(gòu)火災(zāi)下的變形規(guī)律、破壞形式、承載機(jī)理、耐火極限的影響規(guī)律，并將耐火極...

本文建立了局部火災(zāi)下平面鋼框架耐火性能分析的有限元模型,模型得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證;在此基礎(chǔ)上,研究了火災(zāi)發(fā)生位置、柱保護(hù)層厚度等對(duì)平面鋼框架結(jié)構(gòu)火災(zāi)下的變形規(guī)律、破壞形式、承載機(jī)理、耐火極限的影響規(guī)律,并將耐火極限的計(jì)算結(jié)果與規(guī)范進(jìn)行了對(duì)比。

首先提出了在標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線升溫作用下方鋼管配筋混凝土柱耐火極限的理論計(jì)算方法,計(jì)算結(jié)果與以往國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,兩者吻合較好;然后,利用耐火極限計(jì)算程序?qū)τ绊懛戒摴芘浣罨炷林突饦O限的因素進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上,提出了以截面尺寸、構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比、鋼筋配筋率和鋼筋強(qiáng)度為基本參數(shù)的鋼管配筋混凝土柱耐火極限的實(shí)用計(jì)算方法,計(jì)算結(jié)果與數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果均吻合較好。本文方法可供有關(guān)工程實(shí)踐和規(guī)程制訂參考。

鋼管混凝土柱耐火性能簡(jiǎn)化計(jì)算方法的分析研究

關(guān)于實(shí)心鋼管混凝土的耐火性能已有大量的實(shí)驗(yàn)研究,而空心鋼管混凝土的耐火實(shí)驗(yàn)?zāi)壳斑€非常少見(jiàn)。針對(duì)這一不足,對(duì)空心鋼管混凝土進(jìn)行了耐火實(shí)驗(yàn)研究,其中考慮了不同的空心率,并對(duì)中空注水對(duì)構(gòu)件耐火性能的影響也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在相同的荷栽比下,構(gòu)件的耐火時(shí)間隨空心率先增大后減小。當(dāng)空心率較小時(shí),中空注水對(duì)構(gòu)件耐火時(shí)間的提高作用不明顯;當(dāng)空心率較大時(shí),注水對(duì)耐火時(shí)間的提高才體現(xiàn)出來(lái)。

以鋼管混凝土統(tǒng)一理論為基礎(chǔ),鋼管混凝土柱構(gòu)件采用3線型彎矩-轉(zhuǎn)角滯回模型;鋼梁采用雙線型彎矩-轉(zhuǎn)角滯回模型。使用非線性分析程序idarc分析鋼梁-鋼管混凝土柱框架結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力特性曲線,程序結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。并進(jìn)一步研究了軸壓比、含鋼率、混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度等對(duì)骨架曲線的影響。

開(kāi)展了3榀單層雙跨約束鋼筋混凝土框架在iso834標(biāo)準(zhǔn)升溫過(guò)程下的明火試驗(yàn),考察了框架的高溫反應(yīng)及其破壞形態(tài),分析了約束鋼筋對(duì)框架耐火性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)由于框架梁的高跨比較大,框架在荷載和高溫作用下的破壞形態(tài)主要表現(xiàn)為框架梁的剪切破壞,破壞區(qū)基本集中在加載點(diǎn)與柱頂之間的斜向區(qū)域;(2)在框架梁破壞的最后時(shí)刻,由于其跨中撓度急速增大,梁內(nèi)縱向鋼筋將以類(lèi)似懸鏈索的形式發(fā)揮作用;(3)約束鋼筋雖然在升溫中、前期對(duì)左、右框架邊柱頂端之間相對(duì)距離的增大效應(yīng)具有一定抑制作用,但對(duì)框架的耐火極限影響不大。

分類(lèi)號(hào)：tu398密級(jí)：公開(kāi) udc：?jiǎn)挝淮a：10424 學(xué)位論文 鋼管混凝土柱-型鋼梁組合框架 抗震分析 林月青 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)位專業(yè)名稱：建筑與土木工程 指導(dǎo)教師姓名：戴素娟職稱：教授 山東科技大學(xué) 二零一二年五月 論文題目： 鋼管混凝土柱--型鋼梁組合框架抗震分析 作者姓名：林月青入學(xué)時(shí)間：2010年9月 專業(yè)名稱：建筑與土木工程研究方向：結(jié)構(gòu)抗震 指導(dǎo)教師：戴素娟職稱：教授 副指導(dǎo)教師：李俊青職稱：高級(jí)工程師 論文提交日期：2012年5月 論文答辯日期：2012年6月 授予學(xué)位日期： seismicanalysisofconcretefilled steeltubularcolumn–sectionsteelbeam compositeframe adi

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鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架抗震性能的試驗(yàn)研究 作者：王文達(dá)，韓林海，陶忠，wangwenda，hanlinhai，taozhong 作者單位：王文達(dá),陶忠,wangwenda,taozhong(福州大學(xué),土木工程學(xué)院,福建,福州,350002)，韓林 海,hanlinhai(清華大學(xué),土木工程系,北京,100084) 刊名： 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào) 英文刊名：journalofbuildingstructures 年，卷(期)：2006，27(3) 被引用次數(shù)：7次 參考文獻(xiàn)(20條) 1.韓林海.楊有?，F(xiàn)代鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)2004 2.鐘善桐鋼管混凝土結(jié)構(gòu)2003 3.jcj01-1989.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程 4.cecs28:1990.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程 5.dl/t5085-19

鋼管混凝土組合框架在局部火災(zāi)作用下可能會(huì)出現(xiàn)由于受火柱破壞而引發(fā)的結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌破壞。在合理選取鋼材與混凝土的熱-力本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,合理選取了組合框架中梁柱構(gòu)件單元模型及其相互作用模型,基于abaqus軟件用多尺度建模方法建立了局部火災(zāi)作用下三層三跨鋼管混凝土平面組合框架的數(shù)值模型,對(duì)4種典型火災(zāi)工況下結(jié)構(gòu)整體變形、內(nèi)力分布、破壞機(jī)制等進(jìn)行了分析研究,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了不同火災(zāi)工況下組合框架的耐火極限計(jì)算。結(jié)果表明:框架中間層受火時(shí),由于周?chē)鷺?gòu)件的約束作用明顯而使得其耐火極限最大。

就國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果,總結(jié)普通高強(qiáng)混凝土、鋼纖維高強(qiáng)混凝土和聚丙烯高強(qiáng)混凝土高溫后的強(qiáng)度和耐久性、滲透性能惡化的規(guī)律。綜合闡述高強(qiáng)混凝土的耐火性能,并深入探討高強(qiáng)混凝土高溫爆裂機(jī)理,影響爆裂的主要因素及防治方法,并對(duì)高強(qiáng)混凝土耐火性能的研究方向提出建議。

為研究圓鋼管混凝土柱在火災(zāi)下的溫度分布及火災(zāi)后的力學(xué)性能,利用有限元軟件abaqus對(duì)火災(zāi)下圓鋼管混凝土柱溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算和分析.分析結(jié)果表明,砂漿保護(hù)層的存在對(duì)內(nèi)部鋼管和混凝土有效地起到了阻火、隔熱作用.采用有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,證明使用abaqus進(jìn)行截面溫度場(chǎng)的計(jì)算具有足夠的精度,其方法是切實(shí)可行的.

介紹了梁柱節(jié)點(diǎn)的3種連接形式,并對(duì)當(dāng)前現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了比較分析,討論了其在異形鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)體系上使用的可能性,指出現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)有些不適用于異形鋼管混凝土柱框架結(jié)構(gòu)體系,能夠使用的也不能完全達(dá)到預(yù)期的效果。對(duì)比分析確定穿芯式節(jié)點(diǎn)比較符合要求,并簡(jiǎn)要介紹了異形鋼管混凝土柱框架節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀。最后對(duì)該節(jié)點(diǎn)后續(xù)的研究提出了一些看法和建議。